[科普中国]-辅助水源

在一些工业生产之中，用水量很大，在有城市自来水的地方，要优先考虑将城市自来水作为给水水源。而在一些偏远郊区，没有足够自来水供给的地方，就要考虑是否以底下水或地表水作为辅助水源。1

概念在一些需要大量消耗水的工业生产之中，如果所处位置不能提供足够的自来水，就要考虑运用辅助水源，常见的辅助水源有地表水和地下水。辅助水源用于不接触食品的用水部门。选用辅助水源时，要根据当地的具体情况，结合生产、生活对水质的要求，确定采用哪一种，或几种水源。1

选用水源所需基础资料①各用水点对水量、水质、水温、用水时间等方面的要求或负荷时间曲线图。

②建厂所在地的气象、水文、地质资料，特别是取水水源的详细水文资料(包括原水利水质分析报告)。

③接入厂区的市政自来水管网状况。

④排水路线或排水管网状况。

⑤厂内外有关地质、地形资料(包括外沿的引水、排水路线)。

⑥当地废水排放和公安消防主管部门的规定和要求。

⑦当地管材供应情况。1

设计注意事项①在具有城市自来水供应的地方应优先考虑采用自来水。

②自备水源时，水质应符合卫生部规定的生活饮用水卫生标准及本厂的特定要求。

③消防、生产、生活给水管网尽可能合用同一管路系统。

④排放的生活、生产废水应进行处理，达到国家规定的排放标准。

⑤雨水溢流周期建议采用P=1。

⑥冷却水应循环利用，以节约用水量和能源消耗。

⑦用于增压(包括消防、冷却循环等)的水泵尽可能集中布置，以利统一管理及使用。

⑧主厂房或车问的给排水水管网设计应满足生产工艺和生活的需要。1

工业场地供水系统一般工业场地采用直流供水系统，管网为枝状，为贮存调节水量和消防水量均设有高位贮水池，管道均埋设，采用铸铁管材或塑料管材为宜。

工业场地的用水户多少与矿山规模、服务年限、矿山组成有关。小型矿山由于规模小、服务年限短，只有破碎和倒运系统、小规模的行政福利设施和小型维修站点，大中修任务全部外委，而且火药外购，只有小型贮存库房，没有生活区，因此用水量不大，其水源供水能力较小，供水系统单一，一般可分为三种流程。2

单水源单段式流程此种流程比较普遍。矿山用水量不大，水源条件较好，用一段泵即可将水送到工业场地的高位贮水池中。此时宜采用此流程，详见图1。

串级式供水流程这种流程比较少。由于工业场地和水源地标高差大，距离远，一段泵不能将水由水源地送到工业场地，而采取串级式，利用多段泵将水由水源地送到工业场地。这种方式在老的小型矿山采用较多。例如西北某铁矿输水管线长110km，标高差约120m。由于水量小，管径小，阻力损失大，采用了四段泵站的串级方式供水流程，详见图2。由于水泵行业的技术发展和进步，输送管材耐压能力的提高，在新建矿山这种方式的使用正逐步减少。串级式
供水的运营费很高(每立方米水费甚至高达10元)。

比如南方某铁矿的某矿区就是一个多水源串级式供水流程。它由铁厂沟、六姆沟、采石场沟和盐井沟四个水源组成供水系统。铁厂沟是主水源，供水量为49.7m3/h。本水源采用泉水、水平渗水管和大口井取水方式，水源标高1690.64m，经5段加压泵站将水送到标高2685m高位贮水池(兼冷却水池)，再经配水管网供矿区各用水户。六姆沟水源采用低坝取水方式，供水量为1.0m3/h，形成辅助水源，水源标高2950.00m，将水自流到2685.00m高
位贮水池。采石场沟和盐井沟水源均采用底栅取水方式取水，部分泉水也并入本水源，经沉砂加压后将水送往工业场地的100m3贮水池(标高2585.00m)，详见图3。2

调节性水源供水流程这种流程在南方比较多，北方较少。调节性水源由主水源和辅助水源组成。主水源距离工业场地较远，标高差大，水文条件好，但运行费用高。辅助水源是在工业场地附近的山川小溪，距离近，标高差小，但水文条件不好，属于季节性水源，枯水季节没有水或水很少，丰水季节有水，为节省运行费用，枯水期主水源全额运行，丰水期季节性水源全额运行，主水源补额运行。南方这样的矿山实例较多，南方某铁矿某矿区的供水系统即为此种形式。再如南方某铁矿从安宁河上游取地表水供一个矿区采矿工业场地的采矿场用水和选矿厂用水。在河的下游冲积台地上取地下水作一个矿区的采矿场，工业场地用水。地表水为主水源，地下水为辅助水源，见图4。2

海水作为辅助水源我国人均水资源量不足2400m3，仅为世界人均水资源量的1/4。沿海地区虽占国土面积的13%，却居住着全国40%的人口，提供60%以上的国内生产总值。由于人口稠密，沿海地区大部分城市人均水资源量低于500m3，部分地区甚至在200m3以下，水资源的紧张正阻碍着这一地区的经济发展速度。从世界范围来看，许多国家正面临着人口增长的压力。据统计，到1999年，世界人口已超过60亿。预计到2020年，世界人口将达到75亿；而到2050年，世界人口将可能超过90亿。人口的快速增长，伴随着人均淡水资源占有需求的增加，据此可以肯定地预言，淡水资源的短缺将是许多国家未来必将面临的严重问题。因此，在海水资源丰富的地区，发挥临海优势，走海水淡化之路，是解决沿海城市缺水问题的一条重要途径。而且，目前应用海水淡化技术来开发辅助水源已成为各国最常采用的方法。3

地球上水资源分布及水质情况地球上水资源分布及水质情况参考图5。

各种应用对水质的要求参考图6。

海水淡化的方法对海水或苦咸水进行淡化的方法很多，但常规的方法，如蒸馏法、离子交换法、渗析法、反渗透膜法以及冷冻法等，都要消耗大量的燃料或电力。据报道，截至1990年，全世界已安装的海水淡化装置的产水能力为1.3×107 m3/d。而且每隔10年，这个数字就要增加一倍。淡化水的迅速增加，会产生一系列的问题，其中最突出的就是能源的消耗。据估计，每天生产1.3×107m3的淡化水，则每年需要消耗原油1.3×108m3。即使人们支付得起这笔燃料的费用，地球的温室效应、空气污染等也警示人们必须谨慎从事。因此，寻求用丰富而清洁的太阳能来进行海水淡化，必将受到青睐。从我国国情出发，情况亦是如此。我国广大地区如农村、孤岛等至今仍普遍缺乏电力，因此在我国能源较紧张的条件下，利用太阳能从海水(苦咸水)中制取淡水，乃是解决淡水缺乏或供应不足的重要途径之一。所以，利用太阳能进行海水淡化，有广泛的应用前景。

从经济上考虑，利用太阳能进行海水淡化亦越来越具有市场竞争力。在美国利用太阳能制取淡水，价格仅为每千克11美分，为一般纯净水价格的1/4左右。据测算，在我国利用太阳能制取淡水，价格也仅为每千克0.1元左右，适合我国目前的消费水平。3

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学